今日私たちが話そうとしているトピックはスマートホームに関係しています。
スマートホームに関しては、馴染みのない人はいないはずです。今世紀初頭、モノのインターネットの概念が最初に誕生したとき、最も重要な応用分野はスマート ホームでした。
長年にわたり、デジタル技術の継続的な発展に伴い、家庭用のスマート ハードウェアがますます発明されてきました。これらのハードウェアは家族の生活に大きな利便性をもたらし、暮らしの喜びをさらに高めました。
時間が経つにつれて、あなたの携帯電話にはたくさんのアプリが入ってくるでしょう。
はい、これはスマートホーム業界を長年悩ませてきた生態学的障壁の問題です。
実際、IoT テクノロジーの開発は常に断片化を特徴としています。さまざまなアプリケーション シナリオは、IoT テクノロジーのさまざまな特性に対応します。広い帯域幅を必要とするもの、低消費電力を必要とするもの、安定性を重視するもの、コストを非常に重視するものもあります。
これにより、2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC、LoRa、SigFox、Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Thread、およびその他の基盤となる通信テクノロジーが混在するようになりました。
一方、スマート ホームは典型的な LAN シナリオであり、Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Thread などの短距離通信テクノロジが、幅広いカテゴリおよびクロスユースで使用されます。
さらに、スマート ホームは専門家以外のユーザーを対象としているため、メーカーはユーザー エクスペリエンスを確保するために独自のプラットフォームと UI インターフェイスを構築し、独自のアプリケーション層プロトコルを採用する傾向があります。これが現在の「生態系戦争」につながっている。
エコシステム間の障壁は、ユーザーだけでなくベンダーや開発者にも際限のないトラブルを引き起こしています。同じ製品を発売するには、異なるエコシステム向けの開発が必要となり、作業負荷とコストが大幅に増加します。
生態学的障壁の問題はスマートホームの長期的な開発にとって重大な制約となるため、業界はこの問題の解決策を見つけることに取り組み始めています。
Matterプロトコルの誕生
2019 年 12 月、Google と Apple は Zigbee Alliance に参加し、Amazon および世界中の 200 社を超える企業と数千人の専門家とともに、Project CHIP (Connected Home over IP) プロトコルとして知られる新しいアプリケーション層プロトコルを推進しました。
名前からわかるように、CHIP は IP プロトコルに基づいて家庭を接続することを目的としています。このプロトコルは、デバイスの互換性の向上、製品開発の簡素化、ユーザー エクスペリエンスの向上、業界の前進を目的として開始されました。
CHIP ワーキング グループの誕生後、当初の計画では 2020 年に規格をリリースし、2021 年に製品を発売する予定でした。しかし、さまざまな理由により、この計画は実現しませんでした。
2021 年 5 月、Zigbee Alliance はその名前を CSA (Connectivity Standards Alliance) に変更しました。同時に、CHIPプロジェクトはMatter（中国語で「状況、出来事、事柄」を意味する）に名前が変更されました。
Alliance の名前が変更されたのは、多くのメンバーが Zigbee への参加に消極的だったためであり、CHIP が Matter に変更されたのは、おそらく CHIP という言葉があまりにも有名で (元々は「チップ」という意味でした) 、クラッシュしやすかったためでしょう。
2022 年 10 月、CSA はついに Matter 標準プロトコルのバージョン 1.0 をリリースしました。その少し前の 2023 年 5 月 18 日には、Matter バージョン 1.1 もリリースされました。
CSA コンソーシアムのメンバーは、イニシエーター、参加者、アダプターの 3 つのレベルに分かれています。イニシエーターは最高レベルにあり、プロトコルの草案に最初に参加し、アライアンスの理事会のメンバーであり、アライアンスのリーダーシップと決定にある程度参加します。
Google と Apple は、イニシエーターの代表として、Matter の初期の仕様に大きく貢献しました。
Google は独自のスマート ホームの既存のネットワーク層とアプリケーション プロトコル Weave (デバイス操作のための標準認証メカニズムとコマンドのセット) を提供し、Apple は HAP Security (エンドツーエンド通信とローカル LAN 操作用、強力なプライバシーとセキュリティを確保する) を提供しました。 ）。
公式ウェブサイトの最新データによると、CSA コンソーシアムは合計 29 社によって開始され、参加者は 282 社、採用者は 238 社となっています。
大手企業が主導する業界関係者は、Matter 向けに知的財産を積極的に輸出しており、シームレスに接続された大規模な統合エコシステムの構築に取り組んでいます。
Matterのプロトコルアーキテクチャ
ここまで話してきましたが、私たちは Matter プロトコルをどのように正確に理解しているのでしょうか? Wi-Fi、Bluetooth、Thread、Zigbee との関係は何ですか?
それほど速くはありませんが、図を見てみましょう。
これはプロトコル アーキテクチャの図です。Wi-Fi、Thread、Bluetooth (BLE)、および Ethernet が基礎となるプロトコル (物理層およびデータ リンク層) です。その上は、IP プロトコルを含むネットワーク層です。その上は、TCP および UDP プロトコルを含むトランスポート層です。そして、すでに述べたように、Matter プロトコルはアプリケーション層プロトコルです。
Bluetooth と Zigbee には、基礎となるプロトコルに加えて、専用のネットワーク層、トランスポート層、およびアプリケーション層もあります。
したがって、Matter は、Zigbee および Bluetooth と相互に排他的なプロトコルです。現在、Matter がサポートする基盤となるプロトコルは、Wi-Fi、Thread、および Ethernet (イーサネット) のみです。
プロトコル アーキテクチャに加えて、Matter プロトコルがオープンな哲学に基づいて設計されていることを知っておく必要があります。
これは、さまざまなアプリケーション シナリオやニーズに合わせて誰でも表示、使用、変更できるオープン ソース プロトコルであり、透明性と信頼性という技術的利点が得られます。
Matter プロトコルのセキュリティも大きなセールスポイントです。最新の暗号化技術を使用し、エンドツーエンドの暗号化をサポートしているため、ユーザーの通信が盗まれたり改ざんされたりすることはありません。
Matter のネットワーク モデル
次に、Matter の実際のネットワークを見ていきます。もう一度、これを図で示します。
図が示すように、Matter は TCP/IP ベースのプロトコルであるため、Matter は TCP/IP がグループ化されたものです。
Matter プロトコルをサポートする Wi-Fi およびイーサネット デバイスは、ワイヤレス ルーターに直接接続できます。 Matter プロトコルをサポートする Thread デバイスは、Border Router を介して Wi-Fi などの IP ベースのネットワークに相互接続することもできます。
Zigbee や Bluetooth デバイスなど、Matter プロトコルをサポートしていないデバイスは、ブリッジ型デバイス (Matter Bridge/Gateway) に接続してプロトコルを変換し、ワイヤレス ルーターに接続できます。
産業における物質の進歩
Matter はスマート ホーム テクノロジーのトレンドを表しています。そのため、開始以来、幅広い注目と熱狂的な支持を受けてきました。
業界は Matter の開発見通しについて非常に楽観的です。市場調査会社 ABI Research の最近のレポートによると、2022 年から 2030 年にかけて世界中で 200 億台を超えるワイヤレス接続のスマート ホーム デバイスが販売され、これらのデバイス タイプの大部分が Matter 仕様を満たすことになります。
Matter は現在、認証メカニズムを使用しています。メーカーが開発するハードウェアは、Matter 証明書を受け取り、Matter ロゴの使用を許可されるために、CSA コンソーシアムの認証プロセスに合格する必要があります。
CSA によると、Matter 仕様は、コントロール パネル、ドア ロック、照明、ソケット、スイッチ、センサー、サーモスタット、ファン、空調コントローラー、ブラインド、メディア デバイスなどの幅広い種類のデバイスに適用され、ほとんどすべてのシナリオをカバーします。スマートホーム。
業界的には、この業界にはすでに製品が Matter 認証に合格し、徐々に市場に参入しているメーカーが多数あります。チップおよびモジュールのメーカー側でも、Matter に対する比較的強力な支持があります。
結論
上位層プロトコルとしての Matter の最大の役割は、さまざまなデバイスやエコシステム間の障壁を打ち破ることです。マターについては人によって見方が異なり、マターを救世主と見る人もいれば、白紙の状態だと見る人もいます。
現時点では、Matter プロトコルはまだ市場投入の初期段階にあり、多かれ少なかれ、コストの上昇やデバイス在庫の更新サイクルの長期化など、いくつかの問題や課題に直面しています。
いずれにせよ、これはスマートホームテクノロジーシステムの退屈な時代に衝撃をもたらしました。古いシステムがテクノロジーの開発を制限し、ユーザーエクスペリエンスを制限しているのであれば、Matter のようなテクノロジーがステップアップして大きな課題に取り組む必要があります。
Matter が成功するかどうかは、確かなことは言えません。しかし、デジタル技術を家庭生活に取り入れ、ユーザーのデジタル生活体験を継続的に改善することは、スマートホーム業界全体のビジョンであり、業界のすべての企業と専門家の責任です。
スマートホームがすぐにすべての技術的な束縛を打ち破り、本当にすべての家庭に普及することを願っています。
投稿日時: 2023 年 6 月 29 日